• 원자 번호 : 6

• 원자 질량 : 12.011

• 최 외각 전자수 : 4

그러나 다이아몬드는 같은 탄소로 구성된 흑연과는 분명히 다른 구조를 갖고 있습니다. 같은 탄소로 구성된 흑연은 매우 부드럽지만 다이아몬드는 가장 단단한 표면를 갖고 있는 이유와 흑연은 불투명하고 검정색인데 다이아몬드는 왜 투명할까요?

이 이유는 다이아몬드의 탄소 원자 또는 결정 구조의 특정한 배열에 있습니다.

결정 구조

중성의 탄소 원자는 핵을 둘러싼 6 개의 양성자와 6 개의 전자를 가지고 있습니다. 탄소 원자의 전자 중 최외각 가전자(價電子) 4 개는 다른 원자와 결합을 형성 할 수 있는 전자입니다. 흑연에서 각 탄소 원자는 4 개의 가전자중 3 개만 인접한 탄소와 결합합니다. 이러한 결합 구조는 마치 탄소 원자가 평평한 시트 형태로 결합됩니다. 이 층은 개별적으로 강하지만 서로 약하게 연결되어 있어 분리가 쉬워 흑연으로 만드는 연필심은 종이에  층별로 떨어져 나가게 되어 글씨를 작성할 수 있습니다.

그러나 다이아몬드를 구성하고 있는 탄소는 최외각 전자 4 개를 모두 인접한 탄소 원자와 공유하여 결합합니다. 이러한 결합을 공유 결합(covalent bond)이라고 합니다. 이 공유 결합은 가장 강력한 화학적 결합입니다. 다이아몬드의 반복 구조 단위는 기본적으로 입방체로 배열 된 8 개의 원자로 구성되며 각 원자 (빨간색 공)가 강한 화학 결합으로 4 개의 다른 탄소 원자와 결합하게 되어 다이아몬드의 단단한 구조를 이루게 됩니다.

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12면체

​맥클

다이아몬드 결정

다이아몬드 결정은 항상 완전히 매끄러운 표면을 가지고 있지 않습니다. 트라이곤(trigon)은 다이아몬드 표면에 미세하게 높거나 낮아진 삼각형 형태입니다. 여기에 표시된 삼각형은 다이아몬드 결정의 자연적인 에칭에 의해 생성되었을 가능성이 가장 높습니다. 이 융기된 트리이곤은 에칭, 용해 또는 결정의 자연적인 성장의 일부로 발생할 수도 있습니다.

형광과 인광

위의 오른쪽 그래프는 탄소가 온도와 압력의 조건에 따라 다이아몬드 또는 흑연으로 결정되는 관계를 보여줍니다. 1950 년대 초에 ASEA와 제너럴일렉트릭(General Electric)에 의해 이런한 조건에 의해 다이아몬드를 합성하는데 성공했습니다. 다이아몬드는 온도와 압력에 상호 관계에 따라 결정으로 성장하게 되는데 예를 들어, 섭씨 1,400도에서 다이아몬드를 만드는 데 필요한 압력은 55,000 기압입니다.  이 55,000기압의 힘은 에펠탑 (7000 미터 톤)을 5인치 동판에 올려 놓았을 때의 힘과 동일합니다.

다이아몬드의 흥미로운 특성은 어둠 속에서 빛을 발할 수 있다는 것입니다. 자외선에 다이아몬드가 노출되었을 때, 일부 다이아몬드는 고 에너지 복사한 후 다시 가시광으로 재 방출한다. 이를 다이아몬드의 형광이라고합니다. 일부는 자외선 소스가 꺼진 후에도 계속 빛날 수 있습니다 . 이를 인광입니다.

모든 다이아몬드가 형광을 발하지 않으며 약 30 %만이 형광을 나타냅니다. 대부분의 다이아몬드 감정소는 다이아몬드 형광을 식별 특성으로 간주하지만 다이아몬드 평가 지수인 4C에는 포함되지 않지만 가치에는 부정적인 요소로 평가됩니다. 다이아몬드의 형광을 'None, Faint, Medium, Strong, Very Strong'과 같이 형광의 강도에 따라 평가됩니다. 일부 다이아몬드 전문가들은 청색 형광이 다이아몬드의 색상을 향상 시킨다고 생각합니다. 이 청색 형광은 옅은 황색 다이아몬드를 만들 수 있으며 매우 강하고 중간 정도의 청색 형광은 형광을 발하지 않는 유사한 다이아몬드보다 색상 등급(color grade)에서 실제로 가지고 있는 색상보다 약간 더 높은 색상 등급 평가를 받을 수 있습니다.